Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

80 страниц

471.00 ₽

Купить СТО 70238424.29.240.99.005-2011 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль"

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Распространяется на систему защиты электрических станций и сетей с номинальным напряжением 3 - 750 кВ от квазистационарных, коммутационных и грозовых перенапряжений. Требования стандарта распространяются на систему защиты от перенапряжений на вновь сооружаемые и подлежащие техническому перевооружению и реконструкции энергообъектах. Положения стандарта предназначены для применения проектными организациями, строительно-монтажными, наладочными, эксплуатационными и ремонтными организациями. Действие стандарта распространяется на следующие субъекты: электросетевые компании, генерирующие компании, научно-исследовательские, проектные.

 Скачать PDF

Введен впервые.

Оглавление

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

4 Общие положения

5 Система защиты от квазистационарных повышений напряжения

     5.1 Повышение напряжения частоты 50 Гц при одностороннем включении ВЛ

     5.2 Резонансные повышения напряжения

     5.2.1 Резонансные повышений напряжения в неполнофазных режимах электрических сетей напряжением 110 - 750 кВ

     5.2.2 Резонансные повышений напряжения в РУ напряжением 110 - 500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения типа НКФ и выключателями с емкостными делителями напряжения

     5.2.3 Резонансные повышения напряжений на второй гармонике в электропередачах напряжением 330 - 750 кВ с шунтирующими реакторами

     5.2.4 Резонансные повышения напряжений на отключенной фазе при ОАПВ на электропередачах напряжением 330 - 750 кВ

6 Система защиты от прямых ударов молнии

     6.1 Требования к надежности защиты от прямых ударов молнии. Зоны защиты молниеотводов

     6.2 Нормы и требования к системе защиты от прямых ударов молнии открытых распределительных устройств

     6.3 Нормы и требования к системе защиты от прямых ударов молнии закрытых распределительных устройств

7 Система защиты электрооборудования от набегающих с ВЛ грозовых волн и коммутационных перенапряжений

     7.1 Общие сведения

     7.2 Требования к расстановке ограничителей перенапряжений

     7.3 Нормы и требования к системе защиты от набегающих с ВЛ грозовых волн

     7.4 Защита разземленной нейтрали трансформаторов 110 - 220 кВ

8 Нормы и требования к аппаратам системы защиты от перенапряжений

     8.1 Нелинейные ограничители перенапряжений

     8.2 Трубчатые разрядники

     8.3 Длинно-искровые разрядники

     8.4 Требования к маркировке, транспортированию и хранению

9 Оценка соответствия

10 Приёмка в эксплуатацию

11 Ввод в эксплуатацию

Приложение А. Методика расчета параметров трехфазной линии

Приложение Б. Усредненные параметры одноцепных ВЛ напряжением 110 - 750 кВ для оценки перенапряжений

Приложение В. Допустимые в условиях эксплуатации повышения напряжения промышленной частоты на оборудовании напряжением 110 - 750 кВ

Приложение Г. Расчет установившихся напряжений для схем с односторонним питанием

Приложение Д. Методика по оценки возможности возникновения феррорезонанса в РУ напряжением 110 - 500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения типа НКФ и выключателями, содержащими емкостные делители напряжения

Приложение Е. Методика расчета тока подпитки на отключенной в паузу ОАПВ фазе и восстанавливающегося напряжения после ее погасания

Приложение Ж. Выбор молниеотводов

 
Дата введения01.01.2019
Добавлен в базу01.10.2014
Актуализация01.01.2019

Организации:

УтвержденНП ИНВЭЛ
ИзданНП ИНВЭЛ2011 г.
РазработанОАО НТЦ электроэнергетики
РазработанОАО Институт Энергосетьпроект
Нормативные ссылки:
Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

СТАНДАРТ    СТО

ОРГАНИЗАЦИИ 70238424.29.240.99.005-НП «ИНВЭЛ»    2011

УСТРОЙСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И СЕТЕЙ УСЛОВИЯ ПОСТАВКИ НОРМЫ И ТРЕБОВАНИЯ

Дата введения - 2011-12-01

Издание официальное

Москва

2011

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», объекты стандартизации и общие положения при разработке и применении стандартов организаций Российской Федерации - ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения», общие требования к построению, изложению, оформлению, содержанию и обозначению межгосударственных стандартов, правил и рекомендаций по межгосударственной стандартизации и изменений к ним - ГОСТ 1.5-2001, правила построения, изложения, оформления и обозначения национальных стандартов Российской Федерации, общие требования к их содержанию, а также правила оформления и изложения изменений к национальным стандартам Российской Федерации - ГОСТ Р 1.5-2004.

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Научно-технический центр электроэнергетики» (ОАО «НТЦ электроэнергетики»). Открытое акционерное общество Проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по проектированию энергетических систем и электрических сетей «ЭНЕРГОСЕТЬПРОЕКТ» (ОАО «Институт «ЭНЕРГО-СЕТЬПРОЕКТ»)

2    ВНЕСЕН Комиссией по техническому регулированию НП «ИНВЭЛ»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом НП «ИНВЭЛ» от 01.11.2011 №109/4

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

©НП«ИНВЭЛ», 2011

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения НП «ИНВЭЛ»

II

-    при одно- и двухфазных коротких замыканиях (КЗ) на здоровых фазах;

-    при включении блока линия-трансформатор;

-    при включении ВЛ с шунтирующими реакторами (ШР) и возникновении второй гармоники напряжения;

-    при отключении системы шин с электромагнитными трансформаторами напряжения типа НКФ выключателями, имеющими емкостные делители напряжения;

-    при неполно фазных коммутациях;

-    на отключенной фазе в цикле однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ) после погасания дуги подпитки,

2)    длительности повышений напряжения до значений, нормируемых для электрооборудования, включая защитные аппараты;

3)    грозовых и коммутационных перенапряжений.

5 СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫХ ПОВЫШЕНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ

5.1    Повышение напряжения частоты 50 Гц при одностороннем включении ВЛ

5.1.1    Квазистационарные перенапряжения частоты 50 Гц возникают в условиях эксплуатации при одностороннем включении электропередачи. На разомкнутом конце ВЛ напряжение повышается за счет емкостного эффекта линии. Одностороннее питание В Л может сочетаться с однофазным или двухфазным замыканием на землю. В процессе отключения несимметричного короткого замыкания вследствие разброса в действии устройств релейной защиты и выключателей по концам поврежденной линии возникает режим одностороннего включения.

5.1.2    Допустимая длительность различных повышений напряжения для электрооборудования нормируется ГОСТ 1516.3 (приложение В). Допустимая длительность повышений напряжения для ограничителей перенапряжений не приведены в ГОСТ 1516.3 и характеризуется зависимостью «напряжение-время», которая указывается в руководстве по эксплуатации изготовителя. Для обеспечения требуемой длительность повышений напряжений должны быть выбраны уставки релейной защиты и автоматики.

5.1.3    Величины повышения напряжения для симметричных и несимметричных режимов работы сети при одностороннем включении электропередачи и различных видах КЗ должны определяться расчетом по программе расчета переходных и установившихся процессов с учетом конструкции ВЛ, ее длины и значения предвключенного реактанса системы. Методика расчета параметров трехфазной В Л приведена в приложении А. Усредненные параметры одноцепных ВЛ напряжением 110 - 750 кВ приведены в приложении Б.

6

5.1.4    Для поддержания уровня напряжения в нормальных и аварийных режимах работы сети необходимо предусматривать средства компенсации реактивной мощности или применять трансформаторы с регулируемым коэффициентом трансформации.

5.1.5    Выбор средств компенсации реактивной мощности или применение трансформаторов с регулируемым коэффициентом трансформации в электрических сетях следует осуществлять на основе технико-экономических расчетов. Мощность средств компенсации и их расстановка определяется по максимальному диапазону изменения реактивной мощности по линиям распределительных и системообразующих сетей в режимах максимальных и минимальных нагрузок энергосистемы в пределах суток в летний и зимний периоды.

5.1.6    Для исключения повышения напряжения выше допустимого уровня (в режиме минимальных нагрузок) и ограничения внутренних перенапряжений в сетях 330-500-750 кВ, а также в сетях с протяженными слабо загруженными ВЛ 220 кВ необходимость установки шунтирующих реакторов, определяется расчетами режимов этих сетей.

Мощность, число и размещение шунтирующих реакторов уточняется при проектировании конкретных линий электропередачи.

5.1.7    Схемы компенсации реактивной мощности определяются по условиям квазиустановившихся перенапряжений промышленной частоты и самовозбуждении 2-й гармоники при односторонних включениях и отключениях линий (при неполнофазных коммутациях, ОАПВ, отключениях несимметричных КЗ на линиях и при асинхронном ходе).

5.1.8    Схемы компенсации реактивной мощности должны обеспечивать степень компенсации зарядной мощности ВЛ не менее 80% - на напряжении 500 кВ и не менее 100% - на напряжении 750 кВ.

5.1.9    Для компенсации зарядной мощности линий электропередачи напряжением 110-750 кВ, регулирования напряжения и снижения перенапряжений в системообразующих и распределительных сетях следует применять:

-    шунтирующие реакторы (ШР);

-    управляемые шунтирующие реакторы (УШР).

5.1.10    Основные параметры ШР наиболее часто устанавливаемых на воздушных линиях приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Основные параметры наиболее часто устанавливаемых ШР на ВЛ

Тип ШР

Параметры ШР

^/"ном?

кВ

5*Н0М?

кВА

АР,

кВт

РОДБС-33333/110

121V3

33300

180

РОДЦ-60000/500

525^3

60000

205

РОДЦГ-110000/750

787^3

110000

350

5.1.11    ШР могут подключаться к линиям электропередачи или к сборным шинам электростанций и подстанций.

5.1.12    ШР следует подключать к линии электропередачи через коммутационные аппараты и лишь в исключительных случаях без них.

5.1.13    Для ограничения перенапряжений при плановых коммутациях линий рекомендуется применять ШР.

5.1.14    ШР следует подключать через коммутационные аппараты к сборным шинам электростанций и подстанций, когда по условиям одностороннего включения, отключения и ОАПВ отходящих линий нет необходимости подключать шунтирующие реакторы к линиям электропередачи.

5.1.15    Рекомендуется при проектировании предусматривать возможность переключения ШР с линий на сборные шины РУ при ремонте линий.

5.1.16    При использовании на станции или подстанции нескольких групп однофазных ШР одного напряжения рекомендуется предусматривать установку резервной фазы на 2-3 группы.

5.1.17    Основные параметры УШР серии РТУ приведены в таблице 5.2.

5.1.18    Место установки УШР определяется временем перехода от режима холостого хода к режиму номинальной мощности. При установке УШР на ВЛ и применении ОАПВ это время должно находиться в пределах 0,05-0,1 с.

Таблица5.2 - Основные параметры УШР серии РТУ

Мощность,

кВА

Номинальное напряжение, кВ

Номинальный ток, А

32000

121

153

63000

121

301

63000

242

151

100000

242

239

100000

347

167

180000

347

300

180000

525

198

5.1.19 К шинам РУ и В Л рекомендуется подключать УШР через разъединитель.

5.2 Резонансные повышения напряжения

5.2.1    Резонансные повышений напряжения в неполнофазных режимах электрических сетей напряжением 110-750 кВ

5.2.1.1    Феррорезонансные повышения напряжения в переходном и установившемся режимах могут возникать при неполнофазных включениях ВЛ с одним или несколькими слабо нагруженными или холостыми трансфор-

8

маторами с изолированной и заземленной нейтралью при различной мощности трансформаторов и длинах ВЛ, а также при обрыве провода ВЛ и различных вариантах места обрыва, длины В Л и мощности трансформаторов.

В этих режимах могут возникать перенапряжения, превышающие уровень изоляции электрооборудования, особенно, если напряжение в сети равно наибольшему рабочему напряжению по ГОСТ 721, и приводить к повреждению электрооборудования.

5.2.1.2    Неполнофазные режимы в сетях 110-220 кВ могут возникать

при:

-    неправильной работе выключателей;

-    обрыве провода линии электропередачи.

5.2.1.3    Феррорезонансные повышения напряжения возможны на отключенных фазах ВЛ в схемах с односторонним питанием ВЛ, к которой подключены один или несколько слабо нагруженных трансформаторов с изолированной нейтралью, имеющие обмотку соединенную в треугольник.

5.2.1.4    В сетях, имеющих выключатели с пофазным приводом, и в тех случаях, когда их неполнофазные коммутации могут привести к феррорезо-нансным повышениям напряжения, рекомендуется выполнить защиту от неполнофазных операций.

5.2.1.5    При двухстороннем питании ВЛ невозможно возникновение фер-рорезонансных перенапряжений. Если треугольник в схеме соединения трансформатора отсутствует или разомкнут, то феррорезонанс не возникает.

5.2.1.6    В схемах, где к ВЛ напряжением 110-220 кВ подключены на отпайках трансформаторы с изолированной нейтралью обмоток высокого напряжения (ВН) при наличии условий появления резонансных повышений напряжения, рекомендуется:

-    заземлять нейтрали обмоток 110-220 кВ трансформаторов, в первую очередь при длинах ВЛ 10-30 км, когда при неполнофазных коммутациях возможен феррорезонанс в установившемся режиме. Если к ВЛ подключено несколько трансформаторов без выключателей, то следует заземлить нейтраль хотя бы одного трансформатора;

-    начинать оперативные действия на ПС 110-220 кВ с заземления нейтрали трансформатора, подключаемого к ВЛ без выключателя;

-    не допускать оперативные действия, связанные с заземлением нейтрали трансформаторов, работающих с изолированной нейтралью, при появлении неполно фазного режима питания трансформаторов;

-    применять релейную защиту от повышения напряжений на ПС, к которой подходит ВЛ, с подключенными к ней без выключателей трансформаторами с изолированной нейтралью;

-    применять защиту переключения фаз на линейном выключателе ПС, коммутирующем ВЛ, с подключенными к ней без выключателей трансформаторами с изолированной нейтралью.

5.2.1.7    Возникновение феррорезонансных повышений напряжения при

неполнофазных режимах вызывает появление высших гармоник, поэтому релейная защита от повышения напряжений должна срабатывать по амплитудным значениям контролируемой величины.

5.2.1.8    Уставки релейной защиты от перенапряжений должны выбираться в соответствии с уровнями допустимых напряжений по величине и длительности на оборудование в соответствии с ГОСТ 1516.3.

5.2.1.9    На тупиковых линиях релейная защита от перенапряжений должна отключать трансформатор либо всю линию.

5.2.1.10    На магистрали с односторонним питанием и несколькими подключенными трансформаторами может быть предусмотрено отключение только части трансформаторов, если расчетом показано, что при отключении части трансформаторов резонанс может прекратиться и отключение остальных трансформаторов не требуется.

5.2.1.11    При возникновении неполнофазного режима при включении электропередачи защита переключения фаз должна отключить линейный выключатель. Если неполнофазный режим возникает при отключении ВЛ, то защита должна включить выключатель. Эти коммутации позволяют вернуться к симметричному режиму и избежать повышений напряжений.

5.2.1.12    Неполнофазные режимы могут возникать в линиях напряжением 500-750 кВ, где установлен автотрансформатор с низким реактивным сопротивлением. Радикальным средством исключения резонанса в неполнофазных режимах таких электропередач служит размыкание треугольника третичной обмотки автотрансформатора.

5.2.2 Резонансные повышений напряжения в РУ напряжением 110-500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения типа НКФ и выключателями с емкостными делителями напряжения

5.2.2.1    Резонансные повышения напряжения при установке в РУ электромагнитных трансформаторов напряжения типа НКФ и выключателей с емкостными делителями напряжения возможны как при оперативных переключениях, так и автоматических отключениях выключателей от действия релейной защиты и автоматики.

Возможность возникновения феррорезонанса в РУ напряжением 110-500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения типа НКФ может быть приближенно определена по методике, приведенной в приложении Д.

5.2.2.2    В РУ, в которых применены трансформаторы напряжения типа НКФ, возможны феррорезонансные перенапряжения. Для предотвращения феррорезонансных повышений напряжения, необходимо предусматривать:

1) увеличение емкости системы шин путем подключения к ней конденсаторов (например, конденсаторов связи), при этом суммарная емкость их должна быть достаточной для вывода схемы из зоны, опасной с точки зрения феррорезонанса. Величина дополнительной емкости определяется расчетным путем. Подключение конденсаторов к шинам должно быть выполнено без вы-

ю

ключателей. Если выключатели имеются, то они не должны отключаться при отключениях систем шин;

2)    введение запрета на отключение одной из ВЛ, отходящей от шин РУ и отключенной с противоположной стороны;

3)    введение запрета на отключение трансформатора или автотрансформатора, у которого предварительно отключено напряжение со стороны обмоток низкого напряжения (НН). Трансформатор должен иметь заземленную нейтраль обмотки, присоединенной к отключаемым шинам. В этих случаях на отключаемых шинах РУ остается либо емкость односторонне включенной ВЛ, либо оборудование, имеющее большую индуктивную проводимость относительно земли, шунтирующую нелинейную индуктивность НКФ, что исключает возникновение феррорезонанса;

4)    применение специальных устройств (указатель наличия напряжения на шинах при полном отключении всех присоединений либо значение тока в обмотке ВН трансформатора напряжения), фиксирующих возникновение феррорезонанса и осуществляющих его подавление путем кратковременного включения резисторов во вторичные цепи трансформатора напряжения либо замыкания этих цепей накоротко.

Отключение резистора во вторичной обмотке трансформатора напряжения (ТН) может привести к повторному возникновению феррорезонанса;

5)    выполнение автоматического повторного включения (АПВ) когда нежелательно отключение линии с противоположной стороны или трансформатора со стороны других обмоток из-за нецелесообразности отключения потребителей (например, отпаечной ПС на отключаемой ВЛ).

Во время паузы АПВ должен отключаться выключатель этой линии или трансформатора со стороны отключаемой системы шин. Отключение указанного выключателя должно производиться примерно через 1 с после снятия напряжения с системы шин.

6)    изменение порядка оперативных переключений в РУ по сравнению с типовым при выводе из работы системы шин. Предотвратить возникновение феррорезонанса можно выводом из работы системы шин несколькими выключателями.

5.2.2.3 Запрет на отключение ВЛ или трансформатора (автотрансформатора) следует выполнять на тупиковых линиях или трансформаторах, не имеющих источников питания с противоположного конца ВЛ или со стороны других обмоток трансформатора. Такие линии или трансформаторы могут вообще не отключаться от системы шин при ее аварийных отключениях.

Если линия имеет источник питания с противоположной стороны, а трансформатор - со стороны обмоток других напряжений, то при отключениях систем шин нужно предварительно отключать трансформатор со стороны других обмоток, а линию отключать с противоположного конца. Для этого нужно перевести действие защит шин на выключатели других напряжений, либо передавать команду на отключение линии по соответствующим каналам связи;

и

5.2.2.4    Осуществление АПВ шин может рассматриваться как дополнительный способ подавления феррорезонанса. В случае успешного АПВ феррорезонанс будет ликвидирован. При неуспешном АПВ он может возникнуть снова. Наличие АПВ уменьшает вероятность возникновения феррорезонанса на шинах, но не исключает его полностью.

5.2.2.5    Рекомендуется следующий порядок операционных переключений:

-    отключение всех выключателей системы шин, кроме одного (см. 5.2.2.2 п.2);

-    отключение шинных разъединителей всех отключенных выключателей;

-    снятие напряжения с системы шин отключением последнего выключателя.

Рекомендуемый порядок переключений имеет смысл при условии, что феррорезонанс на отключаемой системе шин невозможен при отключении ее последним выключателем.

При оперативных отключениях систем шин можно использовать любой из описанных выше способов предупреждения феррорезонанса.

5.2.2.6    Замена трансформаторов напряжения типов НКФ на трансформаторы напряжения типов НДЕ или НАМИ исключает появление феррорезо-нансных перенапряжений при отключении системы шин выключателями, имеющими емкостные делители напряжения. При этом на энергообъекте не допускается параллельная работа электромагнитных трансформаторов напряжения типа НКФ с емкостными трансформаторами напряжения типа НДЕ или электромагнитными трансформаторами напряжения типа НАМИ, поскольку условия возникновения резонансных повышений напряжения в этом случае определяется трансформатором НКФ.

5.2.3 Резонансные повышения напряжений на второй гармонике в электропередачах напряжением 330-750 кВ с шунтирующими реакторами

5.2.3.1    Повышение напряжения на второй гармонике при включении В Л с реактором возможно в схемах, где первая собственная частота схемы близка к 2- со, где со=2 ■n-f (/=50 Гц).

При коммутации ВЛ в магнитном потоке питающего трансформатора появляется апериодическая составляющая, которая приводит к возникновению в токе намагничивания четных и нечетных гармоник. Гармонические составляющие вызывают на элементах схемы падение напряжения, что эквивалентно введению в схему продольных ЭДС различных гармоник. Если собственная частота схемы близка к одной из частот в токе намагничивания, то возникает резонансное повышение напряжения на этой гармонике.

5.2.3.2    Для предотвращения появления или снижения перенапряжений на второй гармонике следует:

1)    при плановом включении электропередачи с ШР максимально понижать напряжение на шинах, к которым подключается ВЛ.

Чем выше напряжение на шинах, тем выше вероятность возникновения и уровень перенапряжений на второй гармонике;

2)    предусматривать одностороннее включение ВЛ с реакторами от шин более мощной ПС (ЭС).

Примечание - Мощность питающей системы характеризуется значением пред-включенного реактанса сети (Х\), приведенного к напряжению коммутируемой ВЛ. При значении Х\ меньше 100 Ом резонанс на вторую гармонику практически не развивается;

3)    предусматривать полуавтоматическое замыкание линии в транзит в случае, когда ручная синхронизация невозможна, с целью исключения длительного режима одностороннего включения линии и повышения напряжения на второй гармонике.

5.2.3.3 Полный цикл полуавтоматического замыкания линии в транзит должен включать в себя:

-    одностороннее оперативное включение линии от тттин более мощной ПС (ЭС);

-    контроль появления рабочего напряжения;

-    фиксацию отсутствия повреждения;

-    улавливание синхронизма;

-    автоматическое включение выключателя второго конца.

5.2.4 Резонансные повышения напряжений на отключенной фазе при ОАПВ на электропередачах напряжением 330-750 кВ

5.2.4.1    После погасания дуги-подпитки (вторичной дуги) на отключенной в цикле ОАПВ фазе ВЛ восстанавливается напряжение:

-    если к фазе не подключены ШР, напряжение восстанавливается за 0,01 с, достигая удвоенной амплитуды, по сравнению с установившимся напряжением на отключенной фазе, которое составляет, в зависимости от конструкции ВЛ, 10-15% от амплитуды фазного напряжения.

-    если к фазе ВЛ подключены ШР, восстановление напряжения происходит в форме медленно затухающих низкочастотных биений, период которых и амплитуда, достигаемая в биениях, возрастают с приближением степени компенсации зарядной мощности В Л к 100%. При низкой степени компенсации (30-70%) установившееся напряжение на отключенной фазе значительно ниже фазного, а время нарастания до максимальной амплитуды составляет 0,03-0,1 с.

5.2.4.2    При высокой степени компенсации зарядной мощности ВЛ, имеет место резонанс напряжений на отключенной фазе, в результате чего установившееся напряжение превышает значение фазного и ограничивается потерями на корону (в зависимости от номинального напряжения и конструкции В Л) до 1,3-1,4 наибольшего фазного напряжения. В этом случае в биениях уровень установившегося напряжения повышается незначительно, а время нарастания напряжения оказывается близким к 0,15-0,30 с.

13

5.2.4.3    Уменьшение восстанавливающегося напряжения на отключенной в цикле ОАПВ фазе может быть достигнуто:

-    отключением в бестоковую паузу ОАПВ части ШР, изменив тем самым степень компенсации реактивной мощности;

-    установкой в нейтралях ШР, нулевых реакторов (HP), которые имеют специально подобранное значение реактивного сопротивления. Такая схема называется схемой четырехлучевого реактора.

5.2.4.3    Расчет по определению реактивного сопротивления нулевого реактора (HP) приведен в приложении Е. Напряжение на нейтрали ШР не должно превышать допустимого значения, зависящего от одноминутного испытательного напряжения нейтрали ШР и длительности воздействия напряжения.

5.2.4.4    В таблице 5.3 приведены допустимые значения напряжений на нейтрали ШР напряжением 500 и 750 кВ в зависимости от длительности воздействия этого напряжения.

Таблица 5.3 - Допустимые напряжения промышленной частоты на нейтралях ШР 500-750 кВ с одноминутным испытательным напряжением нейтрали 85 кВэф_

Допустимое напряжение на нейтрали ШР

Длительность воздействия, с

Напряжение,

кВэсЬ

60

75

длительно

40,5

6 СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ ПРЯМЫХ УДАРОВ МОЛНИИ

6.1    Требования к надежности защиты от прямых ударов молнии. Зоны защиты молниеотводов

6.1.1    Открытые распределительные устройства (ОРУ) электрических станций и ПС должны быть защищены от прямых ударов молнии стержневыми и тросовыми молниеотводами.

6.1.2    Выполнение защиты от прямых ударов молнии для РУ ЭС и ПС не требуется для номинального напряжения:

-    20 и 35 кВ с трансформаторами единичной мощностью 1,6 MBA и менее независимо от количества таких трансформаторов и от числа грозовых часов в году;

-    20 и 35 кВ в районах с числом грозовых часов в году не более 20;

-    220 кВ и ниже на площадках с эквивалентным удельным сопротивлением земли в грозовой сезон более 2000 Ом м при числе грозовых часов в году не более 20.

14

6.1.3    Пространство в окрестности молниеотвода заданной геометрии, где вероятность удара молнии в любой объект, целиком расположенный в его объеме, не превышает заданной величины вероятности прорыва Рир называется зоной защиты молниеотвода.

6.1.4    Уровень защиты объекта от прямых ударов молнии характеризует надежность защиты (Р3), которая выражается через вероятность прорыва молнии в зону защиты молниеотвода на объект (Рир) как Р3=1-Рир.

Требуемые уровни защиты от прямых ударов молнии (ПУМ) для зданий и сооружений ЭС и ПС приведены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Уровни защиты от прямых ударов молнии (ПУМ) для зданий и сооружений ЭС и ПС__

Уровень молниезащиты (категория молниезащиты)

Надежность молниезащиты Р3=1-Рпр

I

0,999

II

0,99

III

0,9

6.1.5    Надежность защиты объекта будет наименьшей если его поверхность находиться на границе зоны защиты молниеотвода.

6.1.6    Выбор системы молниеотводов (тип, размеры и их расстановка) должен обеспечить необходимую зону защиты объектов ЭС и ПС от прямых ударов молнии с требуемой надежностью.

В приложении Ж приводятся зоны защиты простейших стержневых и тросовых молниеотводов для обеспечения защиты объекта с надежностью равной Р3=0,9; 0,99 и 0,999).

6.1.7    Объект считается защищенным, если совокупность всех молниеотводов обеспечивает требуемый уровень молниезащиты от прорывов молнии с надежностью не менее Р3, таблица 6.1.

6.2 Нормы и требования к системе защиты от прямых ударов молнии открытых распределительных устройств

6.2.1    ОРУ напряжением 35 кВ и выше от прямых ударов молнии должна быть выполнена отдельно стоящими или установленными на конструкциях стержневыми молниеотводами. Рекомендуется использовать защитное действие высоких объектов, которые являются молниеприемниками (опоры ВЛ, прожекторные мачты, радиомачты и т. и.).

6.2.2    При установке молниеотводов на конструкциях ОРУ напряжением 35-150 кВ следует предусмотреть меры по предотвращению обратных перекрытий.

6.2.3    Снижение вероятности обратных перекрытий на ОРУ напряжением 35-150 кВ может быть достигнуто за счет снижения импульсного сопротивления заземления молниеотвода путем увеличения числа подсоединенных к

15

1    Область применения................................................................................................1

Содержание


2    Нормативные ссылки...............................................................................................1

4    ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ..........................................................................................5

5    СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ КВАЗИСТАЦИОНАРНЫХ ПОВЫШЕНИЙ

НАПРЯЖЕНИЯ...........................................................................................................6

5.1    Повышение напряжения частоты 50 Ец при одностороннем включении ВЛ ....................................................................................................................................6

5.2    Резонансные повышения напряжения.............................................................8

5.2.1    Резонансные повышений напряжения в неполнофазных режимах электрических

сетей напряжением 110-750 кВ.................................................................................................8

5.2.2    Резонансные повышений напряжения в РУ напряжением 110-500 кВ с

электромагнитными трансформаторами напряжения типа НКФ и выключателями с емкостными делителями напряжения....................................................................................10

5.2.3    Резонансные повышения напряжений на второй гармонике в электропередачах

напряжением 330-750 кВ с шунтирующими реакторами....................................................12

5.2.4    Резонансные повышения напряжений на отключенной фазе при ОАПВ на

электропередачах напряжением 330-750 кВ.........................................................................13

6    СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ ПРЯМЫХ УДАРОВ МОЛНИИ..............................14

6.1    Требования к надежности защиты от прямых ударов молнии. Зоны

защиты молниеотводов.........................................................................................14

6.2    Нормы и требования к системе защиты от прямых ударов молнии

открытых распределительных устройств............................................................15

6.3    Нормы и требования к системе защиты от прямых ударов молнии

закрытых распределительных устройств............................................................20

7    СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ОТ НАБЕЕАЮЩИХ С

ВЛ ЕРОЗОВЫХ ВОЛН И КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ.......21

7.1    Общие сведения...............................................................................................21

7.2    Требования к расстановке ограничителей перенапряжений.......................21

7.3    Нормы и требования к системе защиты от набегающих с ВЛ грозовых

волн..........................................................................................................................30

7.4    Защита разземленной нейтрали трансформаторов 110-220 кВ..................38

8    НОРМЫ И ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТАМ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ОТ

ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ...............................................................................................40

8.1    Нелинейные ограничители перенапряжений................................................40

8.2    Трубчатые разрядники.....................................................................................43

8.3    Длинно-искровые разрядники........................................................................44

8.4    Требования к маркировке, транспортированию и хранению......................45

9    ОЦЕНКА СООТВЕТСТВИЯ................................................................................45

10    ПРИЁМКА В ЭКСПЛУАТАЦИЮ.....................................................................46

11    ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ..............................................................................47

Приложение А Методика расчета параметров трехфазной линии.....................48

Приложение Б Усредненные параметры одноцепных ВЛ напряжением 110 - 750

кВ для оценки перенапряжений...............................................................................51

Приложение В Допустимые в условиях эксплуатации повышения напряжения промышленной частоты на оборудовании напряжением 110 -750 кВ...............63

ш

нему заземлителей и за счет установки дополнительных вертикальных электродов.

6.2.4    С повышением класса напряжения ОРУ вероятность обратных перекрытий снижается за счет увеличения электрической прочности изоляции электрооборудования. Для ОРУ напряжением 220 кВ и выше обратные перекрытия можно не учитывать.

6.2.5    На конструкциях ОРУ напряжением 110 кВ и выше стержневые молниеотводы могут устанавливаться при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон:

-    до 1000 Ом м - независимо от площади заземляющего устройства;

-    более 1000 до 2000 Ом м - при площади заземляющего устройства 10 000 м2 и более.

6.2.6    Установка молниеотводов на конструкциях ОРУ напряжением 35 кВ допускается при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон:

-    до 500 Ом м - независимо от площади заземляющего контура;

-    более 500 и до 750 Ом м - при площади заземляющего контура 10 000 м2 и более.

6.2.7    На трансформаторных порталах, порталах шунтирующих реакторов и конструкциях ОРУ, удаленных от трансформаторов или реакторов по заземляющим проводникам на расстоянии менее 15 м, молниеотводы могут устанавливаться при эквивалентном удельном сопротивлении земли в грозовой сезон не более 350 Ом м и при соблюдении следующих условий:

1)    непосредственно на всех выводах обмоток с напряжением 3-35 кВ трансформаторов или на расстоянии не более 5 м от них по ошиновке, включая ответвления к защитным аппаратам (ОПН);

2)    должно быть обеспечено растекание тока молнии от стойки конструкции с молниеотводом по трем-четырем направлениям с углом не менее 90° между ними;

3)    на каждом направлении, на расстоянии 3-5 м от стойки с молниеотводом, должно быть установлено по одному вертикальному электроду длиной 5 м;

4)    на ОРУ ЭС и ПС с высшим напряжением 20 и 35 кВ при установке молниеотвода на трансформаторном портале сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом без учета заземлителей, расположенных вне контура заземления ОРУ;

5)    заземляющие проводники защитных аппаратах (ОПН) и силовых трансформаторов рекомендуется присоединять к заземляющему устройству поблизости один от другого или выполнять их так, чтобы место присоединения защитного аппарата к заземляющему устройству находилось между точками присоединения заземляющих проводников портала с молниеотводом и трансформатора.

6.2.8    От стоек конструкций ОРУ напряжением 35 кВ и выше с молниеотводами должно быть обеспечено растекание тока молнии по заземляющим

Приложение Г Расчет установившихся напряжений для схем с односторонним

питанием.....................................................................................................................65

Приложение Д Методика по оценки    возможности    возникновения

феррорезонанса в РУ напряжением 110-500 кВ с электромагнитными трансформаторами напряжения типа НКФ и    выключателями, содержащими

емкостные делители напряжения............................................................................68

Приложение Е Методика расчета тока подпитки на отключенной в паузу ОАПВ

фазе и восстанавливающегося напряжения после ее погасания..........................73

Приложение Ж Выбор молниеотводов...................................................................76

IV

Введение

Разработка норм и требований при создании системы защиты от перенапряжений электрических станций и сетей необходимы в целях повышения эффективности функционирования электрических станций и сетей в краткосрочный и долгосрочный период при условии обеспечения промышленной и экологической безопасности ЕЭС, обеспечения надежного и качественного электроснабжения производственно-хозяйственного комплекса и населения страны.

Целями разработки настоящего стандарта организации «Система защиты от перенапряжений электрических станций и сетей. Условия создания. Нормы и требования» являются:

-    создание нормативного документа, содержащего нормы и требования по защите электроустановок от грозовых, коммутационных и квазистационар-ных перенапряжений и основные принципы выбора параметров аппаратов системы защиты от перенапряжений и места их установки в РУ;

-    обеспечение высокой надежности работы электрических станций и сетей.

V

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И СЕТЕЙ УСЛОВИЯ ПОСТАВКИ НОРМЫ И ТРЕБОВАНИЯ

Дата введения 2011-12-01

1 Область применения

Настоящий Стандарт распространяется на систему защиты электрических станций и сетей с номинальным напряжением 3-750 кВ от квазистацио-нарных, коммутационных и грозовых перенапряжений.

Требования настоящего стандарта распространяются на систему защиты от перенапряжений на вновь сооружаемые и подлежащие техническому перевооружению и реконструкции энергообъектах.

Положения настоящего стандарта предназначены для применения проектными организациями, строительно-монтажными, наладочными, эксплуатационными и ремонтными организациями.

Действие стандарта распространяется на следующие субъекты:

-    электросетевые компании;

-    генерирующие компании;

-    научно-исследовательские, проектные.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 52565-2006 Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ. Общие технические условия

ГОСТ Р 52725-2007 Ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия

ГОСТ 721-77 Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения свыше 1000 В

ГОСТ 1516.3-96 Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции

ГОСТ 9920-89 Электроустановки переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Длина пути утечки внешней изоляции

1

ГОСТ Р 52719-2007 Трансформаторы силовые. Общие технические условия

ГОСТ 12450-82 Выключатели переменного тока на номинальные напряжения от 110 до 750 кВ. Технические требования к отключению ненагружен-ных воздушных линий и методы испытаний

ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды

Стандарт МЭК 60099-5, Разрядники, часть 5, Рекомендации по выбору и применению

СТО 70238424.27.010.001-2008 Электроэнергетика. Термины и определения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1    взрывобезопасность: По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.2    перенапряжение атмосферное: По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.3    длинно-искровой разрядник; РДИ: Разрядник, предназначенный для защиты воздушных линий напряжением 6-10 кВ с голыми и защищенными проводами от грозовых перенапряжений.

3.1.4    заземление: По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.5    устройство распределительное закрытое; ЗРУ: По СТО

70238424.27.010.001.

3.1.6    защитный уровень ограничителя при грозовом импульсе:

Максимальное остающееся напряжение при номинальном разрядном токе.

3.1.7    изолированная нейтраль: Нейтраль трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации, измерения, защиты, заземляющие дугогасящие реакторы и подобные им устройства, имеющие большое сопротивление.

3.1.8    перенапряжение временное: По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.9    перенапряжение квазиустановившееся:    По    СТО

70238424.27.010.001.

3.1.10    перенапряжение внутреннее: По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.11    коэффициент замыкания на землю:    По    СТО

70238424.27.010.001.

3.1.12    металлооксидный варистор: Единичный комплектующий элемент ОПН на базе окиси цинка, имеющий нелинейную вольтамперную характеристику.

3.1.13    молниеотвод: По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.14    молниеприемник: Часть молниеотвода, предназначенная для перехвата молнии.

3.1.15    наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ОПН; Uhp: Наибольшее действующее значение напряжения промышленной частоты, которое может быть приложено непрерывно к ОПН в течение всего срока его службы, и которое не приводит к повреждению или термической неустойчивости ОПН при нормированных воздействиях.

3.1.16    номинальное напряжение ОПН; Ur: Действующее значение напряжения промышленной частоты, которое ограничитель должен выдерживать в течение 10 с в процессе рабочих испытаний.

Примечание - Номинальное напряжение должно быть не менее 1,25 наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения.

3.1.17    номинальный разрядный ток ОПН; 1н: Максимальное (амплитудное) значение грозового импульса тока 8/20 мкс, используемое для классификации ОПН.

3.1.18    обозначение формы импульса: Комбинация двух чисел в микросекундах, первое из которых обозначает длительность фронта импульса Т1, а второе - длительность импульса Т2, записываемая в виде Т1/Т2.

Примечание - Знак 7" не имеет математического значения.

3.1.19    ограничитель перенапряжений нелинейный; ОПН: Аппарат, предназначенный для защиты изоляции электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Примечание - Представляет собой последовательно и/или параллельно соединенные металлооксидные варисторы без каких-либо последовательных или параллельных искровых промежутков, заключенные в изоляционный корпус.

3.1.20    остающееся напряжение ОПН; Uoct: Максимальное значение напряжения на ограничителе при протекании через него импульсного тока с заданной амплитудой и формой импульса.

3.1.21    устройство распределительное открытое; ОРУ: По СТО

70238424.27.010.001.

3.1.22    перенапряжение: По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.23    перенапряжения переходного феррорезонанса: Перенапряжения, возникающие при коммутации невозбужденного трансформатора и линии на частоте близкой к собственной частоте схемы сети.

Примечание - Время существования этого режима определяется временем установления режима в магнитной цепи трансформатора.

3

3.1.24    подстанция; ПС: электроустановка, предназначенная для приема, преобразования и распределения энергии и состоящая из трансформаторов, РУ, устройств управления, технологических и вспомогательных сооружений.

3.1.25    предвключенный реактанс системы: Сопротивление системы в схеме замещения источника питания, определяемое параметрами питающей сети.

3.1.26    пропускная способность ОПН; 1т»: Нормируемое изготовителем максимальное значение прямоугольного импульса тока длительностью 2000 мкс (ток пропускной способности).

Примечание - ОПН должен выдержать 18 таких воздействий с принятой последовательностью их приложения без потери рабочих качеств.

3.1.27    устройство распределительное; РУ:    По    СТО

70238424.27.010.001.

3.1.28    сопротивление заземляющего устройства: Отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

3.1.29    схема замещения электрической цепи: Схема электрической цепи, отображающая свойства цепи при определенных условиях.

3.1.30    термическая неустойчивость ОПН: Состояние, при котором выделяющаяся в ОПН мощность превышает его способность рассеивания тепла, что приводит к росту температуры ограничителя, потере его тепловой стабильности и разрушению.

3.1.31    токоотвод (спуск): Часть молниеотвода, предназначенная для отвода тока молнии от молниеприемника к заземлителю.

3.1.32    трубчатый разрядник; РТ: Аппарат, предназначенный для защиты изоляции линий высокого напряжения от грозовых перенапряжений, а в совокупности с другими аппаратами защиты - для защиты электрооборудования подстанций и распределительных устройств.

3.1.33    удельная энергия ОПН: Рассеиваемая ограничителем энергия, полученная им при приложении одного импульса тока пропускной способности, отнесенная к значениям наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения.

3.1.34    установившийся режим электрической цепи: Режим электрической цепи, при котором электродвижущие силы, электрические напряжения и электрические токи в электрической цепи являются постоянными или периодическими.

3.1.35    система защиты от перенапряжений: Система молниезащиты от прямых ударов молнии (молниеотводы и заземляющие устройства) и комплекс электрооборудования, ограничивающие перенапряжения до безопасного для изоляции электрооборудования значения, их расстановка в распределительном устройстве (РУ) и подходах ВЛ и мероприятиями по ограничению длительности перенапряжений.

3.1.36    перенапряжение резонансное: По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.37    характеристика «напряжение-время»: Выдерживаемое напряжение промышленной частоты в зависимости от времени его приложения к ОПН.

Пр имечание - Характеристика показывает максимальный промежуток времени, в течение которого к ОПН может быть приложено напряжение промышленной частоты, превышающее Uhp, не вызывая повреждения или термической неустойчивости.

3.1.38    эквивалентное удельное сопротивление земли с неоднородной структурой: Такое удельное сопротивление земли с однородной структурой, в которой сопротивление заземляющего устройства имеет то же значение, что и в земле с неоднородной структурой.

Примечание - Термин «удельное сопротивление», применяемый в настоящем стандарте, для земли с неоднородной структурой следует понимать как «эквивалентное удельное сопротивление».

3.1.39    сеть электрическая с эффективно заземленной нейтралью:

По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.40    электростанция; ЭС: По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.41    электроустановка: По СТО 70238424.27.010.001.

3.1.42    импульс электрический: По СТО 70238424.27.010.001.

3.2 Обозначения и сокращения

R3 - сопротивление заземления;

АПВ - автоматическое повторное включение;

АТ - автотрансформатор;

В Л - воздушные линии;

ВН - высокое напряжение;

КЗ - короткое замыкание;

КРУЭ - комплектное распределительное устройство элегазовое;

НН - низкое напряжение;

ОАПВ - однофазное автоматическое повторное включение;

ПС - подстанция;

РДИМ - длинно-искровой разрядник модульный;

РДИП - длинно-искровой разрядник петлевой;

РДИШ - длинно-искровой разрядник шлейфовый;

ТАПВ - трехфазное автоматическое повторное включение;

ТН - трансформатор напряжения;

УШР - управляемый шунтирующий реактор;

ШР - шунтирующий реактор.

4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Система защиты от перенапряжений электрических станций и сетей должна обеспечивать ограничение:

1) повышения напряжения в квазистационарных режимах:

- в режиме одностороннего включения воздушной линии (ВЛ) напряжением 110 кВ и выше;

5